智能用电技术浅析.docx

1智能用电技术浅析杨毅中国农业大学烟台研究院山东烟台摘要智能用电是实现电网与用户之间实时交互响应实施用电节能技术措施提升服务水平的重要手段探索智能用电技术的理论基础和发展方向利于建设友好开放双向互动的智能用电模式关键词智能用电交互响应技术措施智能用电是实现电网与用户之间实时交互响应满足互动营销需求实施各项用电节能技术措施提升服务水平的重要手段可加强能源综合规划和用电需求侧管理促进能源的合理使用与效率的提高有利于减少大气污染保护地球环境探索适合国情的智能用电技术利于建设友好开放双向互动的智能用电模式促进智慧城市的建设和发展技术研究的理论认识需求侧管理和需求响应理论美国电力科学研究院年首先提出的概念它是在负荷管理的基础上推行的调荷节电工程通过加强能源综合规划和用电需求侧管理促进了能源的合理使用与效率的提高并减少大气污染保护地球环境逐步被世界各国采用随着电力市场的发展与完善电力系统的利益主体逐步多元化需求侧资源在竞争市场中的作用正在2被重新认识把分为长期机制和短期机制这进一步丰富了的内容长效机制一旦实施将长期起作用而需求响应是在短时间内起作用为用于处理系统的急需调节运行状态引入通过价格信号和激励机制来增加需求侧在市场中的作用并将供应侧和需求侧的资源进行综合资源规划是适应电力市场发展的必然要求数值分析和数理统计理论数值分析和数理统计是对采集能效数据高级处理的理论基础根据数理统计和数值分析相关原理对于现场短期实测电力参数和热工参量分别采用多元线性回归统计方法和非线性插值迭代方法进行数据辨识和拟合最大程度上真实反映现场能效现状为后续的能效评估提供有效的基础数据支撑数据挖掘技术数据挖掘就是从大量的不完全的有噪声的模糊的随机的数据中提取隐含在其中的人们事先不知道的但又是潜在有用的信息和知识的过程数据挖掘所能发现的知识有如下几种广义型知识反映同类事物共同性质的知识特征型知识反映事物各方面的特征知识差异型知识反映不同事物之间属性差别的知识关联型知识反映事物之间依赖或关联的知识预测型知识根据历史的和当前的数据推测未来数据偏离型知识揭示事物偏离常规的异常现象所有这些知识都可以在不同的概念层次上被发现它的任务主要是分类预测时间序列模式聚类分析关联分析预测和偏差分析等整个过程由数据准备数据挖掘模式评估巩固知识和3运用知识等步骤组成数据挖掘的常用方法有决策树方法神经网络方法粗糙集方法遗传算法模糊控制理论它是以模糊数学为基础用语言规则表示方法和先进的计算机技术由模糊推理进行决策的一种高级控制策略模糊控制实质上是一种非线性控制从属于智能控制的范畴所谓模糊控制就是在控制方法上应用模糊集理论模糊语言变量及模糊逻辑推理的知识来模拟人的模糊思维方法用计算机实现与操作者相同的控制该理论以模糊集合模糊语言变量和模糊逻辑为基础用比较简单的数学形式直接将人的判断思维过程表达出来从而逐渐得到了广泛应用应用领域包括图像识别自动机理论语言研究控制论以及信号处理等方面数据可视化技术数据可视化技术是关于数据之视觉表现形式的研究基本思想是将数据库中每一个数据项作为单个图元元素表示大量的数据集构成数据图像同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示可以从不同的维度观察数据从而对数据进行更深入的观察和分析目前数据可视化已经提出了许多方法这些方法根据其可视化的原理不同可以划分为基于几何的技术面向像素技术基于图标的技术基于层次的技术基于图像的技术和分布式技术等等另外目前已经开展的优化技术空调系统热力学理论现代通信和物联网技术集群数据库管理技术海量数据处理技术信息安全技术等方面的理论研究将为开展智能用电应用深化研究提供坚实的理4论依据智能用电的发展建设多种电价政策下家庭用电信息交互服务关键技术及应用目前国内正积极进行智能用户能量管理系统智能家居和智能小区的研究与建设在智能用户能量管理系统的研究中建立双向的通信联系包括为用户提供实时电价和用电信息监视和控制用电设备等实现与电力用户信息相关的系统集成与智能电网的实施相适应最大限度地延长换代的生命周期年月就选取过小区位住户进行智能化生活试点建设安装智能家庭网关智能交互终端智能插座智能家电等能效管理设备家庭内部通信采用电力线通信和微功率无线通信相结合的方式在小区部署社区主站实现对家庭用能设备用电信息的汇聚已于年月建成正式投运此外对具体电价模式下智能用电系统也进行了研究有文献提出了基于实时电价的智能用电系统框架阐述了系统各部分的功能需求给出了智能用电系统的信息流程比较了实时电价阶段的智能用电与传统用电方式的不同支撑工商业用户能效提升的用电节能关键技术目前我国采取的支撑工商业用户能效提升的用电节能关键技术主要包括使用节能型供配电系统包括采用合理的供电电压采用节能型变压器和采用无功补偿装接选择节能设备包括推广使用变频器使用型高效电动机和节能型照明电器使用低阻电缆并合理选择导线截面加强工厂用电管理合理使用峰谷电力资源加强工厂电5力计量管理大力开展能效电厂项目等年以来江苏广东上海等省市开展了能效电厂试点工作北京河北等地也正积极探讨能效电厂建设广东省作为试点省利用亚洲开发银行简称亚行贷款开展能效电厂项目项目计划先尝试在高耗能工商企业的电机工程改造绿色照明用高效变压器替换低效变压器和空调系统节能改造等方面实施智能空调在电网负荷管理中的应用机理和关键技术国内的研究主要集中在对智能空调的协调控制模型和算法设计上有文献将模糊控制应用在智能空调上设计了智能变频空调模糊神经网络控制系统这样的空调不仅给人带来更舒适的感觉而且节约更多的电能有文献对中央空调轮停技术进行研究由于建筑物的热惰性和循环水的蓄能性可以在短时间内继续保持对建筑物的供冷能力节约空调用电的同时不影响空调使用效果有文献基于人体工程及非均匀温度场智能空调系统研究通过对出风口进行控制实现每个单元独立地温度控制这种智能空调系统能实现自动与用户进行交互从而降低空调功耗总结国内研究发现缺乏智能空调负荷控制管理平台的研究缺乏基于需求响应下智能空调协调控制的研究面向需求响应的智能用电数据在线分析关键技术我国的大客户负荷管理和低压集中抄表系统已安装使用近千万户国家电网公司在十多个个网省公司上线运行了营销业务系统建成了营销分析与辅助决策系统智能用电数据在线分析平台主要分析的数据包括家庭用户和工商业用户可以进行远程能效评估和健康诊断查6阅相关资料目前国内外还没有明确建设智能用电数据在线分析平台的项目大多数围绕智能用电交互平台展开综上所述国内对智能用电也开展了一些研究但尚未形成完整体系不能与传统的营销业务很好地结合而基于传统营销模式的用电服务体系和业务流程难以适应未来灵活互动用下转第页上接第页电场景的需要满足电力用户个性化差异化服务需求的互动技术手段有待丰富还需要在需求响应决策仿真技术和用能评测管理技术等方面进行系统性研究在用电互动支撑平台及系统集成等方面的进一步缩小与国外先进水平的差距以能满足日益增长的灵活互动的智能用电需要参考文献王广庆谢传胜电力市场营销基础北京中国电力出版社戴宇市场运营环境下电力供应链优化协调研究长沙理工大学张永民智慧城市总体方案中国信息界责任编辑杨玉洁